CN110257104A - 一种超大型全自动生物质气化装置 - Google Patents
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Abstract
一种超大型全自动生物质气化装置，可携带发电机组12500KW/H，实际输出电量为11250KW/H，目前国内及全球尚属空白；反应仓碳化所需的氧介质可充分均匀的分射到裂解碳化层任何一个部位，这样的供氧方式国际国内尚属首例；碳化介质输入做到精细分布，无死角，大大降低了燃气中的氮气及二氧化碳的含量，同时大大提高了燃气的密度和燃烧值；单台装置每年消耗秸秆90000吨，与直燃发电相比节约原料35%；燃气产气速度较快，热值高，热值超6.8兆焦/m3；由链轮带动出渣绞龙，实现了自动出渣；碳粉热值均匀、热值高，组织成分高于常规气化碳粉30%以上。
Description
技术领域
本发明属于生物质能源利用领域，涉及一种气化装置，尤其涉及一种超大型全自动生物质气化装置。
背景技术
随着经济和社会的发展，我们面临着巨大的能源与环境压力。现在的能源主要来自矿物燃料，包括煤炭、石油、天燃气等，矿物能源的应用推动了社会发明的发展，但是资源却在日益耗尽。并且，矿物能源的过量使用已引起了日益严重的环境问题，如全球气候变暖、臭 氧层破坏、生态圈失衡、有害物质排放、酸雨等自然灾害。为了节约能源、保护环境，生物质气化技术应运而生。生物质是重要的可再生能源，它分布广泛、数量巨大。生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于空气中的氧气或者含氧物，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳、氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。气化炉是生物质气化反应的主要设备。
在现有的气化装置中，通常存在着如下问题：
1.单台机组携带可发电机组的发电量小。
2.出渣不方便，没有实现自动化。
3.碳化介质输入无法做到精细分布，存在死角。
4.碳化所需氧气供给不充足。
针对上述问题，人们需要一种气化装置来满足生产过程的需要。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种超大型全自动生物质气化装置，具有携带蒸汽锅炉吨数大、燃气净化彻底、自动出渣、噪音污染小等优点。
本发明的目的是这样实现的：一种超大型全自动生物质气化装置，包括渣仓，渣仓上表面设置有反应仓下仓，反应仓下仓上表面设置有反应仓上仓，反应仓上仓仓壁和反应仓下仓仓壁均分为内壁和外壁，内壁和外壁之间设置有保温层，渣仓底面的四个角均设置有支撑柱，支撑柱下部之间设置有反应仓底座，反应仓底座上表面设置有扫平动力系统、风盘动力系统，渣仓内部设置有渣仓组件，渣仓组件包括冷却水套、出渣绞龙、碎渣割片，冷却水套设置在每个出渣绞龙的绞龙轴内部，出渣绞龙的绞龙轴为空心轴，出渣绞龙等距的设置在渣仓内部，出渣绞龙的绞龙轴从渣仓两端伸出，绞龙轴的前端设置有出渣链轮，所有的出渣链轮共同构成出渣链轮组，出渣链轮组由出渣动力系统进行传动，渣仓前端上表面设置有渣仓维护孔，渣仓前端下表面设置有出渣仓，出渣仓内设置有出渣仓冷却水套，出渣仓内部中心设置有出渣导流绞龙，出渣仓底部出口设置有出渣口法兰；
反应仓下仓内壁内表面的下部设置有点火组件，反应仓下仓外壁中部设置有温度传感器，温度传感器一端伸入反应仓下仓内，反应仓下仓的底面设置有供风导流系统，供风导流系统上部设置有风盘破渣系统，风盘破渣系统的破渣输入轴由风盘动力系统进行传动，反应仓下仓外壁的外表面下部设置有反应仓维修入孔，反应仓维修入孔从反应仓下仓的外壁连通至反应仓下仓内部；
反应仓上仓顶部设置有导流气仓，导流气仓侧壁底部设置有燃气仓维护孔和燃气出口，导流气仓侧壁外侧面设置有循环冷却水套，反应仓上仓顶面设置有反应仓上盖板，反应仓上盖板底面设置有上盖保温仓，反应仓上盖板顶面设置有上盖维护孔，反应仓上盖板顶面中心设置有上盖进料口，反应仓上盖板顶面设置有温度压力传感器，温度压力传感器底端透过上盖保温仓，伸入反应仓上仓内；
反应仓下仓底面中心设置有分料筒，分料筒从反应仓下仓伸入反应仓上仓上部，分料筒顶部设置有旋转匀料系统，旋转匀料系统底面设置有进料旋转扫平系统，进料旋转扫平系统的扫平中心轴由扫平动力系统进行传动，分料筒内部设置有维护爬梯，分料筒内壁设置有分料筒冷却降温层，分料筒冷却降温层内壁设置有循环水冷却套，循环水冷却套内壁顶部设置有循环水管一，循环冷却水套内壁底部设置有循环水管二。
所述的出渣动力系统包括电动机一和减速器一，电动机一的输出轴与减速器一的输入轴连接，减速器一的输出轴上设置有链轮，链轮与出渣链轮通过链条进行连接。
所述的扫平动力系统包括电动机二和减速器二，电动机二的输出轴与减速器二的输入轴之间、减速器二的输出轴与扫平中心轴通过弹性联轴器进行连接。
所述的风盘动力系统包括八个电动机三和八个减速器三，电动机三的输出轴与减速器三的输入轴之间、减速器三的输出轴和破渣输入轴之间通过弹性联轴器进行连接。
所述的供风导流系统包括供氧风机、输送管道、风盘，风盘设置在反应仓下仓底面，风盘底面中部焊接有输送管道，输送管道的另一端与供氧风机通过法兰进行连接。
所述的风盘破渣系统包括破渣刀架、破渣输入轴，破渣刀架底部中心设置有破渣输入轴，破渣输入轴设置在风盘中心，破渣刀架围绕风盘转动。
所述的保温层由岩棉包装而成。
所述的反应仓上仓和反应仓下仓之间通过螺栓组进行连接。
所述的旋转匀料系统包括分料伞，分料伞下部设置有料槽。
所述的进料旋转扫平系统包括扫平架、扫平齿、扫平中心轴，扫平架焊接在旋转匀料系统底面，扫平齿设置在扫平架底面，扫平中心轴设置在扫平架中心处。
本发明的优势：
1.本发明为超大型气化装置，可携带发电机组12500KW/H，实际输出电量为11250KW/H，目前国内及全球尚属空白。
2.燃气产气速度较快，热值高，热值超6.8兆焦/m3。
3.由链轮带动出渣绞龙，实现了自动出渣；碳粉热值均匀、热值高，组织成分高于常规气化碳粉30%以上。
4.碳化介质输入做到精细分布，无死角，大大降低了燃气中的氮气及二氧化碳的含量，同时大大提高了燃气的密度和燃烧值。
5.反应仓碳化所需的氧气介质可充分的分射到裂解碳化层的任何一个部位。
6.单台机组每年可消耗秸秆90000吨，单台气化装置发电与直燃发电机相比节约原料35%，综合经济价值是秸秆直燃发电的6倍以上，节约原料35%以上。
附图说明
图1为一种超大型全自动生物质气化装置结构示意图。
图2为K-K剖视图。
图3为一种超大型全自动生物质气化装置的左视图。
图4为一种超大型全自动生物质气化装置的俯视图。
图5为A-A剖视图。
图6为一种超大型全自动生物质气化装置的局部剖视图。
1.渣仓 101.冷却水套 102.出渣绞龙 103.碎渣割片 104.出渣链轮 105.出渣动力系统 106.渣仓维护孔 107.出渣仓 108.出渣仓冷却水套 109.出渣仓导流绞龙 110.出渣口法兰 2.反应仓下仓 201.反应仓下仓外壁 202.反应仓下仓内壁203.保温层 204.点火组件 205.温度传感器 206.供养风机 207.输送管道 208.风盘 209.破渣刀架 210.破渣输入轴 211.反应仓维修入孔 3.反应仓上仓 301.反应仓上仓外壁 302.反应仓上仓内壁 303.导流气仓 304.燃气仓维护孔 305.燃气出口306.循环冷却水套 307.反应仓上盖板 308.上盖保温仓 309.上盖维护孔 310.上盖进料口 311.温度压力传感器 4.反应仓底座 401.扫平动力系统 402.风盘动力系统501.分料筒 502.分料伞 503.料槽 504.扫平架 505.扫平齿 506.扫平中心轴507.维护爬梯 508.分料筒冷却降温层 509.循环水冷却套 510.循环水管一 511.循环水管二 5.螺栓组 6.支撑柱。
具体实施方式
实施例1，如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种超大型全自动生物质气化装置，包括渣仓1，渣仓1上表面设置有反应仓下仓2，反应仓下仓2上表面设置有反应仓上仓3，超大型反应仓整体体积太大，为了方便运输，反应仓分为反应仓上仓3和反应仓下仓2。所述的反应仓上仓3和反应仓下仓2之间通过螺栓组5进行连接。反应仓上仓3的仓壁和反应仓下仓2的仓壁分为反应仓上仓外壁301和反应仓上仓内壁302、反应仓下仓外壁201和反应仓下仓内壁202，反应仓下仓外壁201铅直设置，反应仓下仓内壁202与反应仓下仓外壁201成锐角，从下到上反应仓下仓外壁201和反应仓下仓内壁202之间的距离越来越大，反应仓上仓外壁301与反应仓下仓外壁201、反应仓上仓内壁302与反应仓下仓内壁202分别在同一直线上，反应仓上仓内壁302与反应仓上仓外壁301、反应仓下仓内壁202与反应仓下仓外壁201之间均设置有保温层203，所述的保温层203由岩棉包装而成，严格控制反应仓上仓3和反应仓下仓2的温度外移，有效的节约热能提高气化效率。渣仓1底面的四个角均设置有支撑柱6，支撑柱6下部之间设置有反应仓底座4，反应仓底座4上表面设置有扫平动力系统401、风盘动力系统402。所述的扫平动力系统401包括电动机二和减速器二，电动机二优选无锡凯维联液压机械有限公司的Y132M2-6-7.5kw，减速器二优选上海爵顺传动机械有限公司的WEPO155-250，电动机二输出轴与减速器二输入轴之间、减速器二输出轴与扫平中心轴通过弹性联轴器进行连接。所述的风盘动力系统402包括八个电动机三和八个减速器三，电动机三优选无锡凯维联液压机械有限公司的Y132M2-6-1.1kw，减速器三优选湖北开航智能装备有限公司的WEPO80-147。电动机三的输出轴与减速器三的输入轴之间、减速器三的输出轴和破渣输入轴之间通过弹性联轴器进行连接。扫平动力系统401与风盘动力系统402通过电动机与减速器配套的方式，实现低转速大扭矩的输入，采用弹性联轴器将电动机的输出轴与系统的输入轴进行连接，保证系统的平稳运行。渣仓1内部设置有渣仓组件，渣仓组件包括冷却水套101、出渣绞龙102、碎渣割片103。冷却水套101设置在每个出渣绞龙102的绞龙轴内，出渣绞龙102的绞龙轴为空心轴，使出渣绞龙102均匀降温，在碳化过程中保证碳渣的温度正常，碳粉输出无尘，中温80℃以下。出渣绞龙102等距的设置在渣仓1内部，优选出渣绞龙102个数为8个，8个出渣绞龙102将碳粉送入出渣仓1内，最终由出渣导流绞龙109输出。出渣绞龙102的绞龙轴从渣仓1两端伸出，出渣绞龙102与渣仓1侧壁通过轴承进行连接。碎渣割片103均匀的分布在出渣绞龙102的表面上。出渣绞龙102的绞龙轴的前端设置有出渣链轮104，所有的出渣链轮104共同构成出渣链轮组，出渣链轮组由出渣动力系统105进行传动。所述的出渣动力系统105包括电动机一和减速器一，电动机一优选无锡凯维联液压机械有限公司的Y132M2-6-2.2kw，减速器一优选嘉田传动机械有限公司的WPEA135-200，电动机一的输出轴与减速器一的输入轴连接，减速器一的输出轴上设置有链轮，链轮与出渣链轮104通过链条进行连接，由出渣动力系统105对出渣绞龙102进行传动，实现反应仓下仓2内碳渣的自动输出。渣仓1前端上表面设置有渣仓维护孔106，渣仓维护孔106主要用来探测因原料问题造成的较大渣块，捣碎以后方便碳渣输出。渣仓1前端下表面设置有出渣仓107，锥形的出渣仓107更利于碳粉的输出。出渣仓107内设置有出渣仓冷却水套108，出渣仓冷却水套108主要用来降低碳粉的温度，便于碳粉的运输和存储。出渣仓107内部中心设置有出渣导流绞龙109，出渣仓底部出口设置有出渣口法兰110，出渣口法兰110在连接渣口，对接时使用。
反应仓下仓内壁202内表面的下部设置有点火组件204，反应仓下仓外壁201中部设置有温度传感器205，温度传感器205一端伸入反应仓下仓2内。点火组件204均匀分布在反应仓下仓内壁202的周围，待原料装填完毕以后，由点火组件204一次性点火，待点火均匀，温度均匀上升以后，温度传感器205将把均匀点着的信息反馈到点火组件204，提示火已点好，点火组件204解除点火待下次使用。反应仓下仓2的底面设置有供风导流系统，所述的供风导流系统包括供氧风机206、输送管道207、风盘208，风盘208设置在反应仓下仓2底面，风盘208底面中部焊接有输送管道207，输送管道207的另一端与供氧风机206通过法兰进行连接。优选的风盘208数目为8个。供氧风机206优选涡流风机。供风导流系统上部设置有风盘破渣系统，所述的风盘破渣系统包括破渣刀架209、破渣输入轴210，破渣刀架209底部中心设置有破渣输入轴210，破渣输入轴210设置在风盘208中心，破渣系统的破渣输入轴210由风盘动力系统402进行传动。由风盘动力系统402带动破渣输入轴210连接破渣刀架209围绕风盘208进行360°的缓慢旋转，使物料燃烧后的碳渣从风盘208滑落，不会堵塞风盘208的供风口。8个风盘208与点火组件204一一对应，点火以后通过温度传感器205实时监测温度变化，反馈给供氧风机206，来调节供氧风机206的风力大小，使供风以一定的曲线围绕风盘208形成涡旋气流，使得氧化层、裂解层非常均匀，而常规的反应炉无法做到这一点。可以保证碳化结构的完整性，所以氧化还原后的碳粉成分要高于常规气化碳粉的30%以上。反应仓下仓2的外表面下部设置有反应仓维修入孔211，反应仓维修入孔211从反应仓下仓外壁连201通至反应仓下仓2内部。在特殊情况出现时，清仓以后可以直接从反应仓维修入孔211进入，对设备配件进行更换检修，无需打开反应仓上盖板307。
反应仓上仓3顶部的外壁和内壁之间设置有导流气仓303，导流气仓303侧壁底部设置有燃气仓维护孔304和燃气出口305，反应仓上仓3与反应仓下仓2内生成的燃气有顺序、均匀的进入360°的导流气仓303内，再从燃气出口305输出仓外进行清洁处理。导流气仓303侧壁外表面设置有循环冷却水套306，循环冷却水套306主要是对导流到导流气仓303内的燃气进行降温以便达到更好的分离。反应仓上仓3顶面设置有反应仓上盖板307，反应仓上盖板307主要负责密闭使用，支撑进料部分的设备，同时方便各种孔、传感器的安装。反应仓上盖板307底面设置有上盖保温仓308，防止温度外移，使装置更加节能。反应仓上盖板307顶面设置有上盖维护孔309，上盖维护孔309是预留维护探测使用。反应仓上盖板307顶面中心设置有上盖进料口310，通过上盖进料口310，利用螺旋上料机进行送料，将原料输送到装置内部。反应仓上盖板307顶面设置有温度压力传感器311，温度压力传感器311实时监控位置附近的温度与压力，温度压力传感器311底端透过上盖保温仓308，伸入反应仓上仓3内。
反应仓下仓2底面中心设置有分料筒501，分料筒501从反应仓下仓2伸入反应仓上仓3上部，分料筒501顶部设置有旋转匀料系统，所述的旋转匀料系统包括分料伞502，分料伞502下部设置有料槽503。原料从上盖进料口310进入，分布在分料伞502上，并慢慢旋转将原料均匀撒到料槽503内，再均匀的360°撒入仓内。旋转匀料系统底面设置有进料旋转扫平系统，进料旋转扫平系统的扫平中心轴506由扫平动力系统401进行传动，所述的进料旋转扫平系统包括扫平架504、扫平齿505、扫平中心轴506，扫平架504焊接在旋转匀料系统底面，扫平齿505设置在扫平架504底面，扫平中心轴506设置在扫平架504中心处。由扫平动力系统401带动扫平中心轴506，从而带动扫平架504，利用扫平齿505将原料均匀扫平，达到原料在反应仓上仓3和反应仓下仓2内的均匀称重，防止碳化温度不均匀等现象的出现。分料筒501内部设置有维护爬梯507，维护爬梯507在一年一度的维护中进行使用，维护前将反应仓上仓3顶部的零件拆下，打开反应仓上盖板307，进行下梯检查。分料筒501内壁设置有分料筒冷却降温层508，阻止分料筒501内壁的温度外移，起到节能的作用。分料筒冷却降温层508内壁设置有循环水冷却套509，对分料筒501内壁360°均匀降温。循环水冷却套509内壁顶部设置有循环水管一510，循环冷却水套509内壁底部设置有循环水管二511，循环水管一510和循环水管二511一个接上水管一个接下水管，使循环冷却水套509内的水流动循环起来，更好的对分料筒501进行降温。
本发明在使用时，利用螺旋上料机，将原料从上盖进料口输送至旋转匀料系统，分料伞慢慢旋转，通过料槽将原料均匀的360°撒入装置内部。再通过旋转扫平系统将原料均匀扫平，达到原料在装置内的承重均匀，防止仓内碳化温度不均匀。待原料填充完成以后，由点火组件进行一次性点火，温度传感器实时监控装置内部温度，点火均匀，温度均匀上升，温度传感器将原料均匀点着的信息反馈给点火组件，点火组件解除点火。此时原料在装置内部均匀燃烧，由反应仓下仓内的温度传感器以及反应仓上仓顶部的温度压力传感器实时监控装置内部情况，将信息反馈给供风导流系统，供风导流系统的供氧风机实时改变风力大小，使得供风可以以一定的曲线围绕风盘形成涡旋气流，从而使氧化层、裂解层非常均匀，通过氧化还原后的碳粉成分要高于常规气化碳粉的30%以上。原料燃烧所产生的碳渣通过渣仓内的出渣绞龙和碎渣割片搅碎成碳粉，出渣动力系统带动出渣绞龙将碳粉从出渣仓底部输出，实现了碳粉的自动输出。原料燃烧所产生的燃气，通过燃气出口进行输出，然后通过外接的组合净化器将焦油、木醋酸分离收集，然后再进一步提纯。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用以限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种超大型全自动生物质气化装置，包括渣仓，渣仓上表面设置有反应仓下仓，反应仓下仓上表面设置有反应仓上仓，反应仓上仓仓壁和反应仓下仓仓壁均分为内壁和外壁，内壁和外壁之间设置有保温层，渣仓底面的四个角均设置有支撑柱，支撑柱下部之间设置有反应仓底座，其特征在于：反应仓底座上表面设置有扫平动力系统、风盘动力系统，渣仓内部设置有渣仓组件，渣仓组件包括冷却水套、出渣绞龙、碎渣割片，冷却水套设置在每个出渣绞龙的绞龙轴内部，出渣绞龙的绞龙轴为空心轴，出渣绞龙等距的设置在渣仓内部，出渣绞龙的绞龙轴从渣仓两端伸出，绞龙轴的前端设置有出渣链轮，所有的出渣链轮共同构成出渣链轮组，出渣链轮组由出渣动力系统进行传动，渣仓前端上表面设置有渣仓维护孔，渣仓前端下表面设置有出渣仓，出渣仓内设置有出渣仓冷却水套，出渣仓内部中心设置有出渣导流绞龙，出渣仓底部出口设置有出渣口法兰；
反应仓下仓内壁内表面的下部设置有点火组件，反应仓下仓外壁中部设置有温度传感器，温度传感器一端伸入反应仓下仓内，反应仓下仓的底面设置有供风导流系统，供风导流系统上部设置有风盘破渣系统，风盘破渣系统的破渣输入轴由风盘动力系统进行传动，反应仓下仓外壁的外表面下部设置有反应仓维修入孔，反应仓维修入孔从反应仓下仓的外壁连通至反应仓下仓内部；
反应仓上仓顶部设置有导流气仓，导流气仓侧壁底部设置有燃气仓维护孔和燃气出口，导流气仓侧壁外侧面设置有循环冷却水套，反应仓上仓顶面设置有反应仓上盖板，反应仓上盖板底面设置有上盖保温仓，反应仓上盖板顶面设置有上盖维护孔，反应仓上盖板顶面中心设置有上盖进料口，反应仓上盖板顶面设置有温度压力传感器，温度压力传感器底端透过上盖保温仓，伸入反应仓上仓内；
反应仓下仓底面中心设置有分料筒，分料筒从反应仓下仓伸入反应仓上仓上部，分料筒顶部设置有旋转匀料系统，旋转匀料系统底面设置有进料旋转扫平系统，进料旋转扫平系统的扫平中心轴由扫平动力系统进行传动，分料筒内部设置有维护爬梯，分料筒内壁设置有分料筒冷却降温层，分料筒冷却降温层内壁设置有循环水冷却套，循环水冷却套内壁顶部设置有循环水管一，循环冷却水套内壁底部设置有循环水管二。
2.根据权利要求1所述的一种超大型全自动生物质气化装置，其特征在于：所述的出渣动力系统包括电动机一和减速器一，电动机一的输出轴与减速器一的输入轴连接，减速器一的输出轴上设置有链轮，链轮与出渣链轮通过链条进行连接。
3.根据权利要求1所述的一种超大型全自动生物质气化装置，其特征在于：所述的扫平动力系统包括电动机二和减速器二，电动机二的输出轴与减速器二的输入轴之间、减速器二的输出轴与扫平中心轴通过弹性联轴器进行连接。
4.根据权利要求1所述的一种超大型全自动生物质气化装置，其特征在于：所述的风盘动力系统包括八个电动机三和八个减速器三，电动机三的输出轴与减速器三的输入轴之间、减速器三的输出轴和破渣输入轴之间通过弹性联轴器进行连接。
5.根据权利要求1所述的一种超大型全自动生物质气化装置，其特征在于：所述的供风导流系统包括供氧风机、输送管道、风盘，风盘设置在反应仓下仓底面，风盘底面中部焊接有输送管道，输送管道的另一端与供氧风机通过法兰进行连接。
6.根据权利要求1所述的一种超大型全自动生物质气化装置，其特征在于：所述的风盘破渣系统包括破渣刀架、破渣输入轴，破渣刀架底部中心设置有破渣输入轴，破渣输入轴设置在风盘中心，破渣刀架围绕风盘转动。
7.根据权利要求1所述的一种超大型全自动生物质气化装置，其特征在于：所述的旋转匀料系统包括分料伞，分料伞下部设置有料槽。
8.根据权利要求1所述的一种超大型全自动生物质气化装置，其特征在于：所述的进料旋转扫平系统包括扫平架、扫平齿、扫平中心轴，扫平架焊接在旋转匀料系统底面，扫平齿设置在扫平架底面，扫平中心轴设置在扫平架中心处。
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